Ферменты 2 - Диксон М.
Скачать (прямая ссылка):
практически не претерпевает. Другими словами, стадия образования тиоэфира
не является "каталитической" и стехиометрически связана с количеством
фермента; она напоминает быстрое начальное ацетилирование химо-трипсина,
рассмотренное на с. 264. Однако при добавлении фосфата ацильная группа
переносится на него от -SH-группы фермента с образованием продукта и
свободного фермента; таким образом осуществляется каталитический процесс.
Рассматриваемый фермент обладает определенной активностью по отношению к
ацетальдегиду как к субстрату (R = CHs), и если использовать для
окисления ацетальдегида NAD+ ( в отсутствие фосфата) большое количество
фермента, ацетилфермент может быть выделен в значительном количестве.
Было показано, что в ферменте ацетилируется та же -SH-группа, которая
участвует в окислении глицеральдегидфосфата; она принадлежит остатку Cys-
148, расположенному в области активного центра (см. гл. 10 и [980]). Эта
-SH-группа очень легко реагирует с иодацетатом, который является мощным
ингибитором фермента.
Фермент из тканей животных катализирует также реакцию трансацилирования,
например перенос ацетата от ацетилфосфата на различные -SH-соединения или
от одного -SH-соединения на другое, а также расщепление ацетилфосфата
путем арсенолиза. Эти реакции, подобно обычному окислению, ингибируются -
SH-реагентами, но не цианидом. Фермент катализирует, кроме того, прямой
гидролиз ацетилфосфата; -SH-реагенты не влияют на этот процесс, но он
ингибируется 10-5 М цианидом. Если удалить из фермента весь NAD+ (путем
обработки активированным углем), дегидрогеназа оказывается способной
катализировать медленный гидролиз n-нитрофенилацетата. Эта реакция (в
отличие от гидролиза ацетилфосфата) ингибируется DFP и ¦-SH-реагентами,
но не цианидом ([3606]. Следовательно, путем соответствующей обработки
можно превратить дегидрогеназу в аце-тилтрансферазу, фосфатазу или
эстеразу. Характеристики соответствующих реакций приведены в табл. 7.3.
При исследовании механизма действия оксидоредуктаз дегидрогеназы
привлекли особое внимание, так как механизм их действия может быть изучен
с помощью дейтериевой метки. В этом случае, как отмечалось выше, метод
оказывается эффективным, поскольку атомы водорода, переносимые от
субстрата к NAD, не обмениваются с растворителем. В случае флавопротеидов
водородные атомы переносчика оказываются способными к обмену, поэтому
переносимые на него атомы дейтерия утрачиваются. Окончившиеся неудачей
опыты по выявлению прямого переноса Дейтерия от субстрата на флавопротеид
привели к выводу, что
424
Глава 7
Таблица 7.3
Ферментативная активность глицеральдегидфосфатдегидрогеназы [1796, 3606]
Реакция Относительная скорость Оптимум pH Влияние иод-уксусной кислоты
Влияние цианида Присоединение NAD+ к ферменту
Дегидрогеназ- 100 8 Ингибирует Не влияет Необходимо
ная для реакции
Ацетилтранс- 0,006-0,02 8 То же То же
феразная
Эстеразная 0,018 8 " " Ингибирует ре-
акцию
Ацилфосфа- 0,023 7 Не влияет Ингибирует Необходимо
тазная для реакции
при функционировании флавопротеидов происходит перенос электронов, а не
водорода; очевидно, однако, что этот вывод нельзя считать обоснованным и
указанные неудачи обусловлены просто потерей дейтериевой метки в
результате обмена.
В некоторых случаях, однако, обмен происходит достаточно медленно и
удается обнаружить прямой перенос дейтерия "через" флавиновую группу. При
функционировании глутатионре-.дуктазы скорость переноса дейтерия от NADD
на глутатион через флавиновую группу в 35 раз превышает скорость потери
дейтерия флавиновой группой за счет прямого обмена с водой {4480]. Далее,
в случае цитохром Ь5-редуктазы (КФ 1.6.2.2) дейтерий от'NAD D переносится
на флавиновую группу, а затем может быть перенесен на аналог NAD+; эти
данные свидетельствуют о том, что восстановление и окисление
флавопротеидов осуществляются путем прямого переноса водорода в пределах
активных комплексов.
Другие основные типы оксидоредуктаз, содержащих специфические
простетические группы, обсуждаются в последующих главах; флавопротеидные
ферменты и гемопротеиды (цитохромы) рассматриваются в гл. 9, а
металлопротеидные ферменты - в гл. 8.
ТРАНСФЕРАЗЫ
В ходе многих биохимических реакций осуществляется перенос группы от
одной молекулы к другой. Реакции такого рода можно представить в виде
следующей общей схемы:
АХ + В = А+ВХ. (7.20)
Группа X, являющаяся частью субстрата АХ, переносится от А .на В. С
другой стороны, процесс можно рассматривать как атаку субстрата АХ
молекулой В, что приводит к замещению А на В;
Механизм действия ферментов
425
в этом случае А можно назвать "уходящей группой". Обычно удобнее
рассматривать эти процессы как реакции переноса групп, а катализирующие
их ферменты - как трансферазы. Строго говоря, оксидоредуктазы тоже
являются трансферазами, поскольку они переносят восстановительные
эквиваленты от одной молекулы к другой, однако, учитывая особые свойства
